DE3818637C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zusammenführen einzelner rieselfähiger Materialkomponenten kleinen Gewich­ tes zu einer Mischung mit genauer Rezeptur der Komponenten, bestehend aus einer der Anzahl der Komponenten entsprechen­ den Anzahl von Vorratsbehältern, je einer jedem Vorrats­ behälter zugeordneten Waage mit Wiegebehälter und einer die abgewogenen Komponenten aus den Wiegebehältern übernehmenden und zwei oder mehr Mischern zuführenden Fördereinrichtung.

In vielen Bereichen der Technik tritt das Problem auf, Mischungen aus einer Vielzahl von Schüttgut-Komponenten zu bilden. Dabei sind die einzelnen Komponenten zu ver­ wiegen und entsprechend der Rezeptur zu der Mischung zu­ sammenzuführen. Dabei kommt es insbesondere auf eine rezep­ turgetreue Verwiegung der Komponenten an. Je kleiner das Gewicht der einzelnen Komponente innerhalb der gesamten Rezeptur ist, um so schwieriger läßt sich das Zusammen­ führen der Komponenten automatisieren. Weiterhin ist von großer Bedeutung die Arbeitsgeschwindigkeit solcher Ver­ wiegeanlagen.

Es ist bekannt (DE-PS 9 72 193, US-PS 30 58 622), jedem Vorratsbehälter einen eigenen Wiegebehälter mit Waage zu­ zuordnen, um auf diese Weise alle Komponenten gleichzeitig verwiegen zu können und nicht nacheinander im Additions­ verfahren verwiegen zu müssen. Bei diesen bekannten Vor­ richtungen ist eine der Anzahl der Komponenten entsprechen­ de Anzahl von Vorratsbehältern vorgesehen, deren Ablauf unmittelbar in je einen Wiegebehälter mündet. Unterhalb sämtlicher Wiegebehälter ist eine Förderschnecke angeordnet, in die die abgewogenen Komponenten abgegeben werden. Die Förderschnecke transportiert die Komponenten dann zu einem Mischer. Bei dieser Einrichtung muß die Förderschnecke so lange laufen, bis sichergestellt ist, daß innerhalb der Fördereinrichtung keine Materialreste mehr vorhanden sind, anderenfalls die Rezeptur nicht exakt stimmen bzw. die nachfolgende Rezeptur verfälscht würde. Dies setzt also voraus, daß die Förderschnecke nach Abschluß des letzten Wiegevorgangs noch einen Nachlauf hat, der im ungünstigsten Fall der längsten Wegstrecke, den eine ein­ zelne Komponente vom Wiegebehälter bis zum Mischer zurück­ zulegen hat, entspricht. Hinzu kommt, daß Förderschnecken insbesondere bei feinpulverigem Material und geringer Menge der einzelnen Komponenten nicht einwandfrei leerlaufen und Restmengen in der Förderschnecke verbleiben. Von Nach­ teil ist ferner, daß mit der bekannten Vorrichtung nur ein Mischer versorgt werden kann, so daß die Verwiegeanlage einerseits und der Mischer andererseits in ihrem jeweiligen Arbeitszyklus voneinander abhängig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß auch bei kleinen und kleinsten Chargen innerhalb einer Rezeptur aus einer Vielzahl von Komponenten die Rezeptur exakt ein­ gehalten und in kürzester Zeit hergestellt werden kann und zwei oder mehr Mischer von der Vorrichtung mit gegebenen­ falls wechselnden Rezepturen versorgt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fördereinrichtung einen fahrbaren Sammelbehälter, dessen Bewegungsbahn über sämtliche Wiegebehälter reicht, und eine Antriebssteuerung aufweist, mittels der die Fahrbewegungen des Sammelbehälters derart steuerbar sind, daß der Sammel­ behälter die Wiegebehälter in der Reihenfolge, in der das Sollgewicht erreicht ist, und abschließend eine Position zur Übergabe der gesammelten Komponenten an einen der Mischer anfährt.

Mit der Erfindung wird ein Sammelbehälter vorgeschlagen, der die Komponenten aus sämtlichen Wiegebehältern nach dem jeweiligen Wiegevorgang übernimmt und die aufgesammel­ ten Komponenten nach Übernahme der zuletzt verwogenen Kom­ ponente an den Mischer abgibt. Der Fahrantrieb des Sammel­ behälters wird so gesteuert, daß er die einzelnen Wiege­ behälter in derjenigen Reihenfolge anfährt, in der jeweils das Sollgewicht erreicht wird. Es wird also die Komponente mit dem geringsten Gewicht zuerst übernommen, während gleich­ zeitig das Verwiegen der anderen Komponenten fortgesetzt wird, bis die nächste Komponente das Sollgewicht erreicht hat und der entsprechende Wiegebehälter vom Sammelbehälter angefahren wird. Es wird somit die gesamte Zeit für den am längsten dauernden Verwiegevorgang ausgenutzt, um in diesem Zeitraum die verwogenen Komponenten einzusammeln. Nach Übernahme der letzten Komponente fährt der Sammel­ behälter in eine Übergabeposition, in der sämtliche auf­ genommenen Komponenten einer Charge an einen der Mischer abgegeben werden. Die Entleerung des Sammelbehälters erfolgt in kürzester Zeit. Während der Fahrbewegungen in die Über­ gabeposition und während des Entleerens kann bereits wieder verwogen werden, insbesondere für eine Charge mit gegebe­ nenfalls anderer Rezeptur, um nach Einsammeln dieser Kompo­ nenten die Charge an einen anderen Mischer abzugeben.

Es ist zwar bekannt (DE-OS 36 15 859, 33 01 517), bei Verwiegevorgängen den Wiegebehälter oder die Komponentenbehälter verfahrbar zu machen, um nacheinander verschiedene Komponenten in einen Behälter einzuspeisen, jedoch fehlt es an einer sinnvollen Steuerung der Wiege- und Fahrvorgänge, so daß es sich letztlich um die übliche additive Verwiegung der Komponenten nacheinander handelt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Sammelbehälter auf einer sich unterhalb sämtlicher Wiegebehälter erstreckenden Führung läuft und mittels eines Positionierantriebs verfahrbar ist.

Als Positionierantrieb kann ein pneumatischer oder hydrau­ lischer Zylinder vorgesehen sein, der fest eingestellte Positionen an den einzelnen Wiegebehältern aufweist, wobei lediglich die Reihenfolge des Anfahrens der einzelnen Posi­ tionen in Abhängigkeit von dem Erreichen des Sollgewichtes an den einzelnen Wiegebehältern entsprechend der jeweils gewünschten Rezeptur geändert wird.

Vorzugsweise sind die Wiegebehälter kippbar gelagert und aus einer Wiegeposition zur Aufnahme der Komponenten aus den Vorratsbehältern um 180 Grad in eine Entleerposition oberhalb des Sammelbehälters kippbar.

Die Kipplagerung der Wiegebehälter hat den Vorteil, daß die Entleerung schnell und ohne weitere Hilfsmittel, wie Lockerungseinrichtungen od. dgl., erfolgen kann und daß ferner ein rückstandsfreies Entleeren des Wiegebehälters möglich ist, wodurch eine hohe Rezepturgenauigkeit gewähr­ leistet ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Wiegebehälter an einem Arm mit einem Kippantrieb angeordnet, der bei Erreichen des Sollgewichtes und untergefahrenem Sammel­ behälter den Wiegebehälter in die Entleerposition kippt. Der Kippantrieb wird also einerseits von einem das Soll­ gewicht aufnehmenden Sensor, andererseits von einem Posi­ tionsmelder des Sammelbehälters angesteuert.

Um die Kippmomente, die durch die Anordnung der Wiege­ behälter an einem Kipparm entstehen, für den Wiegevorgang zu kompensieren, ist jeder Wiegebehälter mit seinem Kipp­ arm von einem Parallelogrammgestänge geführt, das von der Waage aufgenommen ist. Auf diese Weise wirkt sich das Kipp­ moment des Wiegebehälters nicht auf die Verwiegung aus.

Die Wiegebehälter können mit einer mechanischen Lockerungs­ einrichtung, z. B. einer Rüttel- oder Klopfeinrichtung, versehen sein, um auch haftende Produkte, z. B. Pigmente, die durch das Kippen allein nicht ausfließen, vollständig zu entleeren.

In weiterhin vorteilhafter, für sich jedoch bekannter Ausgestaltung (DE-OS 31 46 667) ist vorgesehen, daß jedem Vorratsbehälter eine eigene Dosierschnecke zugeordnet ist, deren oberhalb des Wiegebehälters liegender Ablauf mit einem Verschluß versehen ist.

Diese Ausbildung hat zunächst den Vorteil, daß die einzelnen Komponenten aus dem Vorratsbehälter auf kürzestem Weg in die Dosierschnecke gelangen, um von dieser in den Wiege­ behälter ausgetragen zu werden. Der am Ablauf der Dosier­ schnecke angeordnete Verschluß kann zwei Funktionen erfül­ len. Zum einen kann er betätigt werden, wenn das Sollgewicht an dem entsprechenden Wiegebehälter erreicht ist, so daß der Materialfluß schlagartig unterbrochen wird. Zum anderen kann durch Schließen des Ablaufs die Dosierschnecke zusammen mit dem Vorratsbehälter unter Vakuum oder Überdruck gesetzt werden, um auf diese Weise beispielsweise das Füllen der Vorratsbehälter durch Saug- oder Druckförderung zu ermög­ lichen. Es ist deshalb ferner zweckmäßig, die Dosierschnecke unmittelbar an den Ablauf des Vorratsbehälters anzuflanschen.

Schließlich kann in der Bewegungsbahn des Sammelbehälters ein Auffangbehälter zur Aufnahme fehlverwogener Komponenten angeordnet sein, um eine solche Fehlcharge im gleichen Arbeitszyklus aussondern zu können.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels beschrie­ ben.

In der Zeichnung sind mehrere Vorratsbehälter 1 erkennbar, die einen größeren Vorrat der einzelnen Komponenten auf­ nehmen. Die Vorratsbehälter 1 sind über eine Leitung 2 an ein Vakuumgebläse 3 angeschlossen und weisen in ihrem oberen Bereich je einen Filter 4 auf. Jeder Vorratsbehälter 1 ist weiterhin mit einem Komponentenzulauf 5 versehen, über den er mittels des Vakuumgebläses 3 aus einem Tank­ wagen od. dgl. gefüllt werden kann.

An den Boden 6 jedes Vorratsbehälters, der gegebenenfalls noch mit einer Lockerungseinrichtung ausgestattet ist, ist eine motorisch angetriebene Dosierschnecke 7 ange­ flanscht, deren Ablauf 8 mittels eines Verschlusses 9, der beispielsweise pneumatisch gesteuert ist, verschlossen werden kann.

Unterhalb des Ablaufs 8 jeder Dosierschnecke 7 ist ein Wiegebehälter 10 angeordnet, der an einem drehbar gelager­ ten Kipparm 11 sitzt und mittels eines Motors aus der in der Zeichnung wiedergegebenen Füll- und Wiegeposition um 180 Grad nach unten gekippt werden kann. Der Wiegebehälter 10 sitzt zusammen mit dem Kipparm 11 in einem Parallelo­ grammgestänge 11 mittels dessen er parallel geführt ist, um die Wiegezelle 13 von Kippmomenten freizuhalten.

Unterhalb der Wiegebehälter 10 ist eine Führung 14 angeord­ net, die sich über sämtliche Wiegebehälter 10 erstreckt und auf der ein Sammelbehälter 15 entsprechend den angegebenen Richtungspfeilen verfahrbar ist. Der Sammelbehälter 15 weist einen verschließbaren Ablauf 16 auf. Er ist mittels eines nicht näher gezeigten Antriebs, z. B. eines Pneumatik- oder Hydraulikzylinders, von Wiegebehälter zu Wiegebehälter und zu der in der Zeichnung wiedergegebenen Übergabeposition verfahrbar, in der er sich oberhalb eines Behälters 17 befindet, an den wiederum ein Mischer angeschlossen ist.

Für eine vorgegebene Rezeptur werden sämtliche Komponenten mittels der Dosierschnecken 7 gleichzeitig in die jeweiligen Wiegebehälter 10 übergeben. Der Sammelbehälter 15 fährt in die Position desjenigen Wiegebehälters 10, der zuerst das Sollgewicht erreicht, also bei dem die geringste Menge verwogen wird. Ist das Sollgewicht erreicht, wird der Kipp­ antrieb dieses Wiegebehälters in Betrieb gesetzt, so daß der Wiegebehälter in den Sammelbehälter 15 entleert. An­ schließend fährt der Sammelbehälter 15 die einzelnen Wiege­ behälter in derjenigen Reihenfolge ab, wie dort das Soll­ gewicht erreicht wird. Hat der Sammelbehälter 15 die letzte Komponente, die in der Regel diejenige mit dem größten Gewicht ist, aufgenommen, so fährt er in die in der Zeich­ nung wiedergegebene Übergabeposition und gibt die einge­ sammelten Komponenten nach Öffnen des Verschlusses 16 an den Behälter 17 ab. Während des Einfahrens in die Übergabe­ position und der Übergabe an den Behälter 17 kann bereits wieder die nächste Rezeptur verwogen werden.

In gleich vorteilhafter Weise kann der Sammelbehälter natür­ lich auch zur Beschickung von zwei oder mehr Mischern ein­ gesetzt werden, wobei die Rezepturen und die Fahrfolge des Sammelbehälters 15 entsprechend dem Bedarf an den Mischern gesteuert wird. Reicht das Volumen eines einzelnen Wiegebehälters für das zu verwiegende Gesamtgewicht einer Komponente nicht aus, so fährt der Sammelbehälter 15 zu­ letzt an diese Position, übernimmt die erste Füllung des Wiegebehälters und anschließend den zum Sollgewicht fehlen­ den Rest.

Es kann schließlich entlang der Führung 14 ein nicht ge­ zeigter Auffangbehälter in einer dem Behälter 17 entspre­ chenden Position vorgesehen sein, um im Falle einer fehler­ haften Verwiegung die vom Sammelbehälter 15 aufgenommene Fehlcharge entleeren zu können, ohne den Arbeitszyklus mehr als notwendig zu stören.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Zusammenführen einzelner rieselfähiger Materialkomponenten kleinen Gewichtes zu einer Mischung mit genauer Rezeptur der Komponenten, bestehend aus einer der Anzahl der Komponenten entsprechenden Anzahl von Vorratsbehältern, je einer jedem Vorratsbehälter zugeordneten Waage mit Wiegebehälter und einer die abgewogenen Komponenten aus den Wiegebehältern über­ nehmenden und zwei oder mehr Mischern zuführenden Fördereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung einen fahrbaren Sammelbehälter (15), dessen Bewegungsbahn (14) über sämtliche Wiegebehälter (10) reicht, und eine Antriebssteuerung aufweist, mittels der die Fahrbewegungen des Sammelbehälters derart steuerbar sind, daß der Sammelbehälter (15) die Wiegebehälter (10) in der Reihenfolge, in der das Sollgewicht erreicht ist, und abschließend eine Position zur Übergabe der gesammelten Komponenten an einen der Mischer (17) anfährt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (15) auf einer sich unterhalb sämtlicher Wiegebehälter (10) erstreckenden Führung (14) läuft und mittels eines Positionierantriebs ver­ fahrbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wiegebehälter (10) kippbar gelagert und aus einer Wiegeposition zur Aufnahme der Komponen­ ten aus den Vorratsbehältern (1) um 180 Grad in eine Entleerposition oberhalb des Sammelbehälters (15) kippbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegebehälter (10) an einem Arm (11) mit einem Kippantrieb angeordnet sind, der bei Erreichen des Sollgewichtes und untergefahrenem Sammelbehälter (15) den Wiegebehälter in die Entleer­ position kippt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wiegebehälter (10) mit seinem Kipparm (11) von einem Parallelogrammgestänge (12) geführt ist, das von der Waage (13) aufgenommen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Wiegebehälter eine mechani­ sche Lockerungseinrichtung, z. B. eine Klopf- oder Rütteleinrichtung, zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Vorratsbehälter (1) eine eigene Dosierschnecke (7) zugeordnet ist, deren ober­ halb des Wiegebehälters (10) liegender Ablauf (8) mit einem Verschluß (9) versehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierschnecke (7) unmittelbar an den Ablauf des Vorratsbehälters (1) angeflanscht ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bewegungsbahn des Sammel­ behälters (15) ein Auffangbehälter zur Aufnahme fehl­ verwogener Komponenten angeordnet ist.